(57)【要約】【課題】複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を時間的に同期させて合成し得、加工物や被照射物に対してレーザ光のエネルギー密度を上げて照射を行うことができ、大出力化に貢献し得、更に、複数方向からの照射を行えることから、加工物や被照射物に対する熱歪等の悪影響をも抑制し得るパルスレーザ装置の同期方法及び装置を提供する。【解決手段】レーザ媒質１を励起光源２により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー４，５間で共振させて出射させるパルスレーザ装置６を複数台設け、各パルスレーザ装置６から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を検出する出力モニタＭと、該各出力モニタＭで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２が合致するようレーザ光出力のタイミングを制御する光学シャッタ手段７とを備える。【選択図】        図１
2005019682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質を励起光源により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー間で共振させて出射させるパルスレーザ装置を複数台設け、該複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成するためのパルスレーザ装置の同期方法であって、
各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形を検出し、該検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形が合致するよう、光学シャッタによりレーザ光出力のタイミングを制御することを特徴とするパルスレーザ装置の同期方法。
【請求項２】
光学シャッタをＱスイッチとした請求項１記載のパルスレーザ装置の同期方法。
【請求項３】
レーザ媒質を励起光源により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー間で共振させて出射させるパルスレーザ装置を複数台設け、該複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成するためのパルスレーザ装置の同期装置であって、
各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形を検出する出力モニタと、
該各出力モニタで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形が合致するようレーザ光出力のタイミングを制御する光学シャッタ手段と
を備えたことを特徴とするパルスレーザ装置の同期装置。
【請求項４】
各パルスレーザ装置のレーザ媒質とミラーとの間に配設され且つ超音波によってレーザ光の透過率を変化させることによりレーザ光出力のタイミングを制御するＱスイッチと、
該Ｑスイッチへ超音波を発するＱスイッチドライバと、
該Ｑスイッチドライバに対し超音波発生用のトリガ信号を出力する発振器と、
各出力モニタで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形を演算処理して平均処理し、該パルスエネルギー波形を合致させるためのタイミング制御信号を前記発振器へ出力することにより該発振器からトリガ信号を出力させる制御機器とから光学シャッタ手段を構成した請求項３記載のパルスレーザ装置の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレーザ装置の同期方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のパルスレーザ装置の一例を示す概要構成図であって、１はＮｄ−ＹＡＧ等のレーザ媒質、２はレーザ媒質１を励起させるためのフラッシュランプ等の励起光源、３は励起光源２に電流を供給する電源回路、４，５はミラーであり、レーザ光の発振時には、電源回路３から励起光源２に電流を供給し、レーザ媒質１を励起光源２により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー４，５間で共振させて出射させるようになっている。
【０００３】
尚、パルスレーザ装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１３８５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては、前述の如きパルスレーザ装置を複数台設け、該複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成することにより、加工物や被照射物に対しレーザ光のエネルギー密度を上げて照射を行うことが提案され、開発が進められている。
【０００６】
前述の如く、複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成するためには、それらを時間的に同期させる必要があるが、明確な手段は開発されていないのが現状であった。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を時間的に同期させて合成し得、加工物や被照射物に対してレーザ光のエネルギー密度を上げて照射を行うことができ、大出力化に貢献し得、更に、複数方向からの照射を行えることから、加工物や被照射物に対する熱歪等の悪影響をも抑制し得るパルスレーザ装置の同期方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ媒質を励起光源により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー間で共振させて出射させるパルスレーザ装置を複数台設け、該複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成するためのパルスレーザ装置の同期方法であって、
各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形を検出し、該検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形が合致するよう、光学シャッタによりレーザ光出力のタイミングを制御することを特徴とするパルスレーザ装置の同期方法にかかるものである。
【０００９】
前記パルスレーザ装置の同期方法においては、光学シャッタをＱスイッチとすることができる。
【００１０】
又、本発明は、レーザ媒質を励起光源により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー間で共振させて出射させるパルスレーザ装置を複数台設け、該複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を合成するためのパルスレーザ装置の同期装置であって、
各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形を検出する出力モニタと、
該各出力モニタで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形が合致するようレーザ光出力のタイミングを制御する光学シャッタ手段と
を備えたことを特徴とするパルスレーザ装置の同期装置にかかるものである。
【００１１】
前記パルスレーザ装置の同期装置においては、各パルスレーザ装置のレーザ媒質とミラーとの間に配設され且つ超音波によってレーザ光の透過率を変化させることによりレーザ光出力のタイミングを制御するＱスイッチと、
該Ｑスイッチへ超音波を発するＱスイッチドライバと、
該Ｑスイッチドライバに対し超音波発生用のトリガ信号を出力する発振器と、
各出力モニタで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形を演算処理して平均処理し、該パルスエネルギー波形を合致させるためのタイミング制御信号を前記発振器へ出力することにより該発振器からトリガ信号を出力させる制御機器とから光学シャッタ手段を構成することができる。
【００１２】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１３】
各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形は、各出力モニタで検出されて光学シャッタ手段の制御機器へ入力され、該制御機器において、前記各出力モニタで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形が演算処理されて平均処理され、前記制御機器からは、演算処理に応じて、平均処理した結果が最大又は最小となるように、タイミング制御信号が発振器へ出力され、該発振器から超音波発生用のトリガ信号がＱスイッチドライバへ出力され、該Ｑスイッチドライバから超音波がＱスイッチへ発せられ、該Ｑスイッチによりレーザ光出力のタイミングが制御され、各パルスレーザ装置から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形が合致する形となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１５】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、レーザ媒質１を励起光源２により励起させてレーザ光を出射させ、該レーザ光をミラー４，５間で共振させて出射させるパルスレーザ装置６を複数台（図１の例では二台）設け、各パルスレーザ装置６から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を検出する出力モニタＭと、該各出力モニタＭで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２が合致するようレーザ光出力のタイミングを制御する光学シャッタ手段７とを備えるようにしたものである。
【００１６】
前記光学シャッタ手段７は、
各パルスレーザ装置６のレーザ媒質１とミラー４，５との間に配設され且つ超音波８によってレーザ光の透過率を変化させることによりレーザ光出力のタイミングを制御する光学シャッタとしてのＱスイッチ９と、
該Ｑスイッチ９へ超音波８を発するＱスイッチドライバ１０と、
該Ｑスイッチドライバ１０に対し超音波８発生用のトリガ信号１１を出力する発振器１２と、
各出力モニタＭで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を演算処理して平均処理し、該パルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を合致させるためのタイミング制御信号１３を前記発振器１２へ出力することにより該発振器１２からトリガ信号１１を出力させるパソコンやシーケンサ等の制御機器１４と
を備えてなる構成を有している。
【００１７】
尚、前記Ｑスイッチ９は、光スイッチ機能を担うものであって、超音波８をかけると、振動により格子が形成され、光学的な回折により透過率が低下し、レーザ発振が止まり、レーザ発振が止まっている間にレーザ媒質１にエネルギーが蓄積される一方、超音波８を止めると、大きな尖頭値を持ったパルスレーザが発振されるようにしたものである。
【００１８】
又、本図示例の場合、前記Ｑスイッチ９は、各パルスレーザ装置６のレーザ媒質１の両側に配設してあるが、各パルスレーザ装置６のレーザ媒質１の片側のみに配設するようにしても良い。
【００１９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２０】
各パルスレーザ装置６から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２は、各出力モニタＭで検出されて制御機器１４へ入力され、該制御機器１４において、前記各出力モニタＭで検出されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２が演算処理されて平均処理される。
【００２１】
ここで、例えば、前記演算処理としてＡＮＤ（論理積）を選択した場合、レーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２と、それらを演算処理した波形（ＡＮＤの場合）と、その波形を平均処理した結果は、図２に示すようになり、この場合、平均処理した結果が最大となるようにすれば、パルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を合致させることが可能となる。尚、前記演算処理としてＯＲ（論理和）を選択した場合には、平均処理した結果が最小となるようにすれば、パルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を合致させることが可能となる。又、パルスレーザ装置６が二台で且つ前記演算処理としてＸＯＲ（排他的論理和）を選択した場合には、平均処理した結果が最小となるようにすれば、パルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２を合致させることが可能となる。
【００２２】
このため、前記制御機器１４からは、平均処理した結果が最大（演算処理がＡＮＤの場合）又は最小（演算処理がＯＲ又はＸＯＲの場合）となるように、タイミング制御信号１３が発振器１２へ出力され、該発振器１２から超音波８発生用のトリガ信号１１がＱスイッチドライバ１０へ出力され、該Ｑスイッチドライバ１０から超音波８がＱスイッチ９へ発せられ、該Ｑスイッチ９によりレーザ光出力のタイミングが制御され、各パルスレーザ装置６から出射されるレーザ光のパルスエネルギー波形Ｗ１，Ｗ２が合致する形となる。
【００２３】
こうして、複数台のパルスレーザ装置６から出射されるレーザ光を時間的に同期させて合成し得、加工物や被照射物に対してレーザ光のエネルギー密度を上げて照射を行うことができ、大出力化に貢献し得、更に、複数方向からの照射を行えることから、加工物や被照射物に対する熱歪等の悪影響をも抑制し得る。
【００２４】
尚、本発明のパルスレーザ装置の同期方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のパルスレーザ装置の同期方法及び装置によれば、複数台のパルスレーザ装置から出射されるレーザ光を時間的に同期させて合成し得、加工物や被照射物に対してレーザ光のエネルギー密度を上げて照射を行うことができ、大出力化に貢献し得、更に、複数方向からの照射を行えることから、加工物や被照射物に対する熱歪等の悪影響をも抑制し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における、複数のレーザ光のパルスエネルギー波形と、それらを演算処理した波形（ＡＮＤの場合）と、その波形を平均処理した結果とを示す線図である。
【図３】従来のパルスレーザ装置の一例を示す概要構成図である。
【符号の説明】
１    レーザ媒質
２    励起光源
４    ミラー
５    ミラー
６    パルスレーザ装置
７    光学シャッタ手段
８    超音波
９    Ｑスイッチ（光学シャッタ）
１０    Ｑスイッチドライバ
１１    トリガ信号
１２    発振器
１３    タイミング制御信号
１４    制御機器
Ｍ    出力モニタ
Ｗ１    パルスエネルギー波形
Ｗ２    パルスエネルギー波形
【図１】
2005019682.tif 000003
【図２】
2005019682.tif 000004
【図３】
2005019682.tif 000005